Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

Neues aus der Forschung

Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

Meldung vom 22.01.2019

Für einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde – die Holzbildung – sind sogenannte zweigesichtige Stammzellen verantwortlich: Sie bilden nicht nur den Ausgangspunkt für die Entstehung von Holz, sondern auch für die Erzeugung von pflanzlichem Bast, indem sie sich abwechselnd zu Holz- und Bastzellen weiterentwickeln. Das konnte ein Team von Forschern unter der Leitung von Dr. Thomas Greb, Heisenberg-Professor an der Universität Heidelberg, mithilfe neuer experimenteller Werkzeuge zeigen. Die Wissenschaftler vom Centre for Organismal Studies haben dazu bestimmte Zelltypen in der Wachstumsschicht von Pflanzen, dem Kambium, markiert und untersucht.


190125-1355_medium.jpg
 
Aufnahme von zwei Zellklonen (in grün), die jeweils aus einer einzigen Kambium-Stammzelle stammen und sowohl zum Xylem als auch zum Phloem beigetragen haben.
D. Shi, I. Lebovka, V. López-Salmerón, P. Sanchez, T. Greb
Bifacial cambium stem cells generate xylem and phloem during radial plant growth
Development (2019) 146, dev171355
DOI: 10.1242/dev.171355


Das Leben auf der Erde wird von Sonnenenergie gespeist. Als primäre und wichtigste Empfänger setzen Pflanzen diese Energie in Zucker und Biomasse um, die anschließend von tierischen Organismen ebenso wie vom Menschen verwertet wird. Der Prozess, bei dem der größte Anteil der Biomasse langfristig gespeichert wird, ist die Holzbildung.

Produziert wird Holz von einer dünnen Schicht von Stammzellen, die als Kambium bezeichnet wird. Das Kambium befindet sich direkt unter der Rinde von Sprossen und Wurzeln und erzeugt neben dem Holz auch den pflanzlichen Bast, der oft in der Faserindustrie Verwendung findet. „Obwohl es eine entscheidende Rolle im Stoffkreislauf der Erde spielt und wichtige Materialien für unseren täglichen Bedarf liefert, ist die Funktionsweise des Kambiums nahezu unbekannt“, sagt Prof. Greb, der am Centre for Organismal Studies die Forschungsgruppe „Entwicklungsphysiologie“ leitet.

Der Heidelberger Wissenschaftler und sein Team haben durch Markierung von verschiedenen Zelltypen innerhalb des Kambiums Zellen identifiziert, die der Ursprung für beide Gewebe zugleich sind – für den Holzteil (Xylem) und für den Bast (Phloem). Diese zweigesichtigen Stammzellen geben alternierend in entgegengesetzte Richtungen Zellen ab, die sich entweder nach innen zu Holzzellen oder nach außen zu Bastzellen entwickeln.

Zur Markierung der Stammzellen wurden fluoreszierende Proteine genutzt, die die Aktivität von bestimmten Genen erkennen lassen. Durch einen molekularen „Trick“ konnten die Forscher diese Markierungen stabil in den Zellen und allen Abkömmlingen dieser Zellen verankern. So ließ sich die Zellentwicklung über einen längeren Zeitraum verfolgen und rekonstruieren.



Mit einem besseren Verständnis der Funktionsweise dieser Zellen hoffen die Wissenschaftler nun, in einem nächsten Schritt Pflanzenwachstum modellieren und Mechanismen der Regulation von Zelleigenschaften aufdecken zu können. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Development“ veröffentlicht. Zu dem Paper ist ein begleitendes Interview mit Prof. Greb und Dr. Dongbo Shi, dem Erstautor der Studie, erschienen.


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

14 Meldungen

Meldung vom 15.02.2019

Psychologie: Nette Ausbeuter setzen sich durch

Gegen Menschen, die Kooperation und Egoismus raffiniert einsetzen, ist kein Kraut gewachsen.

Meldung vom 15.02.2019

Ameisen gegen Elefanten: Wie die Insekten die Fressfeinde von Akazien aufspüren

Ameisen beschützen afrikanische Akazien gegen Fressfeinde wie Elefanten, Giraffen oder Antilopen und erhalten ...

Meldung vom 14.02.2019

In Zebrafischeiern hemmt die am schnellsten wachsende Zelle ihre Nachbarn durch mechanische Signale

Wissenschaftler des IST Austria entdecken neuen Mechanismus für die laterale Hemmung von Zellen - Studie in C ...

Meldung vom 14.02.2019

Vögel speichern Erinnerungen möglicherweise anders ab als Säugetiere

Vögel haben ein gutes Gedächtnis, aber im Gegensatz zu Säugetieren ist bisher noch kaum etwas darüber beka ...

Meldung vom 14.02.2019

Werkzeug oder kein Werkzeug

Flexibler Werkzeuggebrauch bei Tieren steht in enger Verbindung mit höheren mentalen Prozessen, wie zum Beisp ...

Meldung vom 14.02.2019

Schwänzeltanz ist für Honigbienen in manchen Kulturlandschaften nicht mehr hilfreich

Soziale Kommunikation im Bienenstaat: Bienen lernen zu beurteilen, welchen Nutzen die Informationen aus einem ...

Meldung vom 13.02.2019

Neu entdeckte Schildkrötenart steht kurz vor der Ausrottung

Senckenberg-Wissenschaftler Uwe Fritz hat gemeinsam mit einem internationalen Team eine neue Art aus der Famil ...

Meldung vom 13.02.2019

Universität Konstanz gewinnt neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Immunsystems

Wissenschaftler der Universität Konstanz identifizieren Wettstreit zwischen menschlichem Immunsystem und bakt ...

Meldung vom 13.02.2019

Saisonale Klimaeffekte beeinflussen das Schicksal der Erdmännchen

Bedroht ein trockeneres und heisseres Klima die Erdmännchen in der Kalahari-Wüste? For-schende der Universit ...

Meldung vom 19.02.2019

Wie Schlaf das Immunsystem stärkt

Wissenschaftler der Universität Tübingen weisen neuen Mechanismus nach, mit dem unser Abwehrsystem im Schlaf ...

Meldung vom 12.02.2019

China und Indien Spitzenreiter beim Begrünen der Erde

Die Erde wird grüner – und eine wesentliche Rolle für den seit Jahrzehnten beobachteten Zuwachs von Blattw ...

Meldung vom 11.02.2019

Egoistische Chromosomen machen schädliche Pilze angreifbar

Kiel Evolution Center entdeckt grundlegend neue Züge in den Vererbungsmechanismen von pflanzenschädlichen Pi ...

Meldung vom 07.02.2019

Sind sich Fische ihrer selbst bewusst

Putzerfische scheinen sich selbst im Spiegel zu erkennen.

Meldung vom 07.02.2019

Älteste Körnerfresser entdeckt - Früheste Verwandte der Sperlingsvögel beschrieben

Senckenberg-Wissenschaftler Gerald Mayr hat gemeinsam mit US-amerikanischen Kollegen zwei neue fossile Vogelar ...


16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind

25.01.2019
Kenne Deinen Fisch!
25.01.2019
Leben ohne Altern
25.01.2019
Lebensraum Käse
25.01.2019
Domino im Urwald
25.01.2019
Trend-Hobby Imker
25.01.2019
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung